中孔泄洪洞、1和2表孔溢洪洞出口段石方明挖爆破专项施工方案

中孔泄洪洞、1#和2#表孔溢洪洞出口段石方明挖爆破专项施工方案方案编号：[2015]017号中国葛洲坝集团第五工程有限公司中孔泄洪洞、1#和2#表孔溢洪洞出口段石方明挖爆破施工方案编制人：审核人：审批人：工程概述1.1工程项目概述中孔泄洪洞、1#和2#表孔溢洪洞出口段石方明挖部位主要有各洞脸上方、泄槽段、挑流鼻坎段、陡坡段、水垫塘段、护坦段和水垫塘左侧高边坡。石方明挖工程量145万m3。1.2工程地质出口泄槽及斜坡段：前段基岩裸露；后段覆盖厚度28～42m的含碎石低液限粉土和阶地砂卵砾石层基岩为灰岩白云质灰岩夹薄层状灰岩、砂岩和页岩，顺层结构面较发育，岩层走向与明渠近直交。该段挖深34～74m基础主要处于弱风化岩体内；水垫塘段：上部覆盖厚度8～38m的风积含碎石低液限粉土和砂卵砾石层，底部基岩为灰岩、白云质灰岩夹薄层状灰岩、砂岩和页岩互层，顺层结构面较发育。水垫塘挖深39～71m基础位于微风化岩体内护坦段：开挖深度2～28m，基础处于弱风化岩体及砂砾石层内，抗冲蚀能力较差，须采取防护措施。2施工布置2.1施工道路布置1、根据出口段地形情况，工程布置形式，施工道路通过现已修通的12道路，修筑12#-1路到达中孔泄洪洞出口洞脸上方开始洞脸高边坡开挖，随开挖高程下降，施工道路顺次下降，后期修筑12#-2、12#-3、12#-4临时施工道路，满足后期土石方开挖及边坡支护的需求。2、水垫塘段施工道路，从泄洪洞护坦段旁山体开挖修建临时施工道路进入，施工道路宽度、坡度须满足施工道路运输要求。2.2施工风、水、电、布置2.2.1施工供风石方明挖钻孔、锚杆钻孔及喷射混凝土用风采用电动空压机供风，利用软管将高压风输送至各钻机使用。2.2.2施工供（用）电布置1、施工供电根据施工开挖强度要求计算，在导流洞洞脸上方架设2×630kva变压器，可满足现场施工用电需求。2、供水布置施工现场钻孔用水采用高扬程的离心式水泵在河道内抽水至施工现场安放的水罐中，管道采用Φ110mm铁管架设，抽至水箱内，各施工面用水从水箱抽取。3爆破施工方案3.1爆破施工方案选择中孔泄洪洞、1#和2#表孔溢洪洞出口段石方开挖区边坡采用预裂爆破；马道平台采用水平光面爆破；施工道路上部开挖部位、前期清理掌子面及大孤石采用浅孔爆破；其余开挖部位施工均采用深孔梯段微差挤压爆破方案。爆破所用的炸药采用硝铵炸药和乳化炸药；雷管主要采用毫秒微差电雷管，当开挖量较大时采用孔外、孔内分段、塑料导爆管起爆器起爆，以满足最大一段起爆药量控制要求。3.2爆破施工工艺流程钻爆施工工艺流程，详见图3-1。梯段、缓冲爆破钻孔梯段、缓冲爆破钻孔起爆爆破设计现场爆破试验爆破方案审批预裂、光面爆破钻孔布孔堵孔、联网警戒安全检查、处理装药验孔图3-1钻爆施工工艺流程3.3爆破试验3.3.1试验目的1、确定已建建筑物附近爆区振动衰减规律。2、确定梯段爆破钻爆参数。3、确定预裂爆破钻爆参数，满足预裂爆破后边坡和坡面平整度的要求。3.3.2编制爆破试验方案的依据1、合同文件（施工图纸及技术要求）。2、爆破安全规程、规定。3.3.3试验要求1、爆破试验提前编制详细的爆破试验设计方案和具体的实施措施，报项目监理人审批后实施。2、爆破试验监测结果经项目监理人批准后以文件形式发给我项目部在施工中正式采用。3.3.4试验方法1、按批准的爆破试验场地和批准的爆破试验设计造孔。2、爆破试验领导小组组织钻孔验收。3、爆破试验现场作业和现场监测作业同步进行，并检查落实。4、及时整理爆破试验成果并报监理人批准。3.4施工爆破设计3.4.1梯段爆破3.4.1.1梯段爆破设计根据地形、地质确定根据地形、地质确定根据爆破设计确定根据爆破网络确定梯段高度H钻孔倾角a超钻深度h孔径D孔距a排距b装药结构钻孔深度L单孔药量Q1炸药单耗q延时顺序单响药量Q起爆方式布孔形式堵塞长度Lc最小抵抗线图3-2爆破设计程序梯段爆破设计，根据开挖高度、地形情况、钻孔机具、挖掘机械的性能和施工进度确定。实施梯段爆破时，其钻孔与装药排数，根据梯段高度、临空面条件、地质条件、岩石性质、钻孔直径、施工强度要求等因素设计。3.4.1.2梯段爆破主爆孔爆破参数、孔内装药结构详见表3-1。表3-1梯段爆破参数表名称符号单位取值范围装药结构示意图梯段高度Hm6～10非电雷管非电雷管孔距am3～5排距bm2～4辅助药包堵塞段抵抗线Wm2～4钻孔倾角a°³75°主爆孔炸药单耗qKg/m30.45～0.65钻孔超深hm0.5～1.0孔深Lm7～11非电导爆管孔径Dmmφ76～φ138起爆药包堵塞长度Lcm2.1～4.5注：表中参数为暂定值，根据现场爆破试验成果进行合理调整使用。梯段爆破布孔与起爆网络：宽孔距小排距微差挤压爆破，能充分利用爆破能量，可较好地控制爆渣块度，堵塞段加辅助药包解决堵塞段岩体的大块率，在爆破工程中已被越来越广泛的运用。根据施工实践经验，采用以下效果好的布孔形式和起爆网络，详见图3-3、图3-4。11113355注：图中1、3、5为起爆雷管段号，一排一段起爆。图3-3梅花形布孔一字型起爆网络图66789567835671356356756786789注：图中1、3、5、6、7、8、9、为起爆雷管段号。图3-4长方形布孔V型起爆网络图3.4.2缓冲爆破参数缓冲爆破是为了减少主爆炮孔爆破对后侧边坡的影响，在主爆孔（梯段爆破）与边坡开挖爆破孔（主要为预裂爆破孔）之间设置缓冲爆破孔，其规模比主爆孔（梯段爆破）爆破规模要小。缓冲爆破排数与主爆孔的孔径有关，主爆孔孔径越大，缓冲爆破排数越多。本工程梯段爆破主爆孔孔径φ105~138mm，设1排缓冲爆破孔，孔径φ105mm，孔距为1.5~2.0m、排距1.2~1.5m，其它均与梯段爆破参数相同。爆破参数将在施工现场，根据地质情况和爆破试验成果及时修正。3.4.3预裂爆破3.4.3.1线装药密度Q线计，采用长委长科院经验公式计算。Q线计=0.36[σ压]0.63[a]0.67式中：Q线计——计算线装药密度（g/m），结合预裂爆破试验确定；[σ压]——岩石极限抗压强度（kg/cm2）；[a]——孔距（cm），当孔径采用φ76～φ89mm时，[a]取80cm；当孔径采用φ100mm～φ102mm时，[a]取100cm。注：Q线计系按2#岩石硝铵炸药考虑的量。当采用导爆索起爆时，Q线计要减去导爆索每米炸药含量，一般导爆索炸药含量为12g/m。3.4.3.2不偶合系数预裂爆破，一般采用不偶合装药结构。即：在孔壁和药卷之间存在着环状间隙。炮孔直径和药卷直径之比，称为不偶合系数（一般采用2～4）。本工程预裂爆破钻孔直径采用φ80mm或φ110mm，药卷直径采用φ32mm，不偶合系数分别为2.375或3.1875均符合要求。3.4.3.3预裂爆破参数表3-2预裂爆破参数表参数名称单位取值范围备注孔深m同边坡长度孔径mmΦ80或φ110孔距cm50～60（圆弧）80～100（直线）药卷直径mmφ32不偶合系数2.375或3.1875线装药密度g/mQ线计顶部装药密度g/m（2/3～1/2）Q线计堵塞长度m0.6～2.0详3.4.3.4预裂孔的装药结构见图3-5装药结构示意图。导爆索导爆索堵塞段顶部装药段中部装药段孔底加强装药段图3-5装药结构示意图堵塞段，长度一般为0.6～2.0m，用干砂等松散材料堵塞。孔顶部装药段，堵塞段以下1～2m长度，称为顶部装药段。Q线顶=（2/3～1/2）Q线计孔中部装药段，Q线中=Q线计药包中心距，一般为40～60cm或连续装药。底部装药段，长度一般为0.5～1.5m。孔深：2～5mQ线底=（1～2）Q线计5～10mQ线底=（2～3）Q线计10～15mQ线底=（3～4）Q线计＞15mQ线底=（4～5）Q线计3.4.3.5药包加工、装药、堵塞和起爆药包加工：按设计的装药量和装药结构，在孔外将药卷绑扎在导爆索上，形成炸药串。装药：深孔一般将炸药串绑在竹片上，再放入孔内安装，竹片置于靠保留区一侧。浅孔将炸药串直接装入孔中。堵塞：孔口不装药段，使用干砂等松散材料堵塞。堵塞材料不得掉入装药段。堵塞要严密，防止冲孔。起爆：一般采用导爆索起爆。为了减轻预裂爆破振动影响，一次进行多孔预裂时，进行分段起爆，各段之间分别用毫秒雷管引爆。3.4.3.6预裂爆破效果要求预裂爆破后，在开挖轮廓面上，残留炮孔痕迹均匀分布，预裂孔壁不应有明显的爆破裂隙，预裂面不平整度严格控制在有关规范规定的15cm范围内。残留炮孔痕迹保存率控制：节理裂隙不发育的岩体达到80%以上；节理裂隙较发育的岩体达到80～50%；节理裂隙极发育的岩体达到50～10%。3.4.4光面爆破光面爆破也是控制开挖轮廓的爆破方法之一，布孔方式与预裂孔相同，光爆孔位置同预裂孔，光爆孔的爆破是在开挖主爆破孔依次向后起爆，最后光爆孔起爆。光面爆破有两个自由面，光爆孔与开挖主爆破孔用毫秒雷管分段起爆。光爆层就是边孔与主爆孔之间的岩石层，光爆层的厚度就是边孔（光爆孔）的最小抵抗线。光爆层的厚度W与周边孔的间距E有着密切的关系，可用两者的比值K=E/W来表示，K称为周边孔（光爆孔）的密集系数，通常取K=0.8左右。光爆也必须满足不偶合系数要求，一般大于2，不得小于1.5。光面爆破采用与预裂爆破相同的间隔装药结构，孔口堵塞段长度与孔深有关，一般为0.6～2.0m，具体根据现场爆破效果调整。光爆孔采用导爆索同时起爆，但在需要控制一次起爆药量的部位，进行分段起爆。3.4.5浅孔爆破设计浅孔爆破采用梯段爆破方式爆破，浅孔爆破开挖深度较小，采用较小孔径的钻孔进行爆破，根据我项目部钻机配置情况，选用孔径为42～75mm；暂定浅孔爆破的爆破参数见表3-3。表3-3浅孔爆破参数表名称符号单位取值范围装药结构示意图梯段高度Hm≤5导爆管堵塞段主爆孔炸药起爆药包非电雷管孔距am2.5～3.5排距bm1～1.5抵抗线Wm1.5～2.0钻孔倾角a°³75°单耗QKg/m30.4～0.6孔径φmm42~76堵塞长度Lcm1.0～2.03.5爆破施工方法3.5.1钻孔3.5.1.1深孔梯段爆破开挖深度5m以上时，采用高风压CM-351型液压钻机或YQ100B型快速钻机钻孔，钻孔直径φ75～φ138mm。3.5.1.2对于浅孔开挖爆破用YT-28型手风钻钻孔，钻孔直径φ42mm。3.5.1.3预裂爆破和光面爆破，对于边坡轮廓预裂孔，主要是采用YQ100B快速钻或CM-351液压钻机钻孔。钻孔直径为φ75～φ138mm，对于2m宽马道平台水平光爆、预裂钻孔，采用YT-28型钻机钻孔，钻孔直径为φ42mm。3.5.1.4严禁在残孔上钻孔。3.5.2装药1、预裂爆破和光面爆破，按照本章3.4.3节、3.4.4节、表3-2中的爆破参数装药结构和施工程序进行孔内装药。2、深孔梯段爆破，按本章3.4.1节、表3-1中梯段爆破参数、装药结构进行装药。3、炮孔装药时，使用木棍或竹杆装药。3.5.3警戒及警报信号爆破区周围300m范围设置爆破警戒区，交通道口设立警示牌。当爆破器材进入爆破区，结束装药进入联网前发出第一次警报，无关人员立即撤离危险区，警戒人员开始进入警戒工作；联网结束，危险区内人员和设备已全部撤离，警戒人员已在各关键位置进行警戒，确认具备起爆条件时，发出第二次警报信号，准许起爆员起爆；等炮响完后爆破员检查，如发现有盲炮，立即报告并及时派有经验的爆破员立即处理，经检查确认安全后，发出解除警戒信号，施工人员才能通行和进入施工现场。3.5.4起爆分段石方爆破采用毫秒微差分段，根据允许最大一段起爆药量，通过起爆网络，进行依次顺序分段起爆。3.6钻爆施工方法（1）上部第一层（即I层，厚度≤5m）钻爆用YQ-100B型潜孔钻机为主造孔，YT-28型手风钻钻机为辅造孔，进行微差分段的光面爆破和浅孔梯段爆破。YQ-100B型钻机孔径φ=80~100mm；YT-28型钻机孔径φ=42mm。（2）从II层至最后一层之间各层钻爆。钻孔用CM351型液压钻机为主造孔，YQ100B型钻机辅助造孔，周边孔采用预裂爆破，主爆孔采用深孔梯段爆破，深孔梯段爆破深度拟为10m。各部位最后一层岩石开挖，无水平预裂造孔条件的部分，按SL47-94第3.6.1条~第3.6.3条的规定进行分层钻爆开挖。4施工机械配置4.1钻机配置1、CM351型液压钻机3台，孔径φ76~138mm；2、YQ100B型潜孔钻机3台，孔径φ80~100mm；3、YT-28型手持式钻机20台，孔径φ42mm。4.2移动空压机1、VHP750型（20m3/min）电动空压机4台。1、VY-9/18型（9m3/min）油动空压机2台。5爆破粒径控制措施5.1严格按爆破设计的孔网参数进行钻孔验收，爆破开挖时钻孔孔位偏差为±20cm，孔深偏差为±30cm进行控制。对于边坡预裂孔，按照施工规范及技术文件规定的允许超欠挖范围控制孔径、孔深。5.2对少量超径大块石，在挖装过程中用挖掘机械分选集中，采用手风钻进行二次解炮破碎。6安全控制措施6.1爆破振动安全控制最大一段起爆药量，按以下公式进行计算。爆破振动衰减规律公式Qmax=R3（V/K）3/式中：Qmax——最大一段起爆药量（kg）；R——建（构）筑物至药包中心距离（m）；V——质点振动峰值速度（cm/s）取值按建（构）筑物地面质点安全震动速度规定；K——为振动速度衰减规律中的常数；——为振动速度的衰减指数。K、值，详见表6-1。表6-1开挖不同岩性的k、值表岩性k坚硬岩石50～1501.3～1.5中硬岩石150～2501.5～1.8软岩石250～3501.8～2.0保护对象所在地质点峰值振动速度，安全允许标准根据GB6722-2003《爆破安全规程》规定如下：1、一般砖石非抗震建筑物所在地表的允许最大质点振动速度振动频率f＜10Hz时，V=2～2.5cm/s；f=10Hz～50Hz时，V=2.3～2.8cm/s；f=50Hz～100Hz时，V=2.7～3.0cm/s；2、水工隧洞V=7～15cm/s；3、交通隧洞V=10～20cm/s；在进行梯段爆破时，建筑物至爆破中心距离确定以后，最大一段起爆药量控制按公式计算。因为，每次爆破构筑物至药包中心距离都在变化，因此，每次爆破都要进行计算控制和根据测试结果调整最大一段起爆药量。6.2爆破飞石安全根据GB6722-2014《爆破安全规程》规定：深孔梯段爆破飞石安全距离，按R≥200m控制。浅孔爆破和手风钻大块石解炮飞石距离，按R≥300m控制，R系指爆破飞石安全距离。6.3火工材料领用和运输1、使用火工材料，必须建立严格的领用、清退制度，坚持爆破员和安全员（或材料员）双人领用制度。爆破员根据当班生产任务填写火工材料领料单，经带班负责人签字审批后，由爆破员和安全员（或材料员）持上岗证和审批过的火工材料领料单到炸药库领取火工材料。放炮员领取火工材料后必须当面核查领取的数量及编号等，否则责任自负。2、各施工队火工材料现场用量必须在当班下班之前，经当班班长核发，在清退单上签字后，爆破员和安全员亲自退库，炸药库保管员按清退单查收。3、禁止用翻斗车、自卸汽车、拖车、机动三轮车、人力三轮车、摩托车和自行车等运输爆破器材。4、火工材料车在运输途中，应遵守交通运输规则和相关安全管理规定。性质相抵触的爆破器材不准混装在同一车厢，炸药和雷管必须分车运输。爆破器材要求用特制容器盛装，如铁盒铁箱等。炸药及爆破器材在运输过程中，按要求码放，并做好减震防撞击措施，避免在运输途中因剧烈碰撞或长期摩擦过热导致炸药自燃或高温引起爆炸。在炸药及爆破器材装卸过程中轻拿轻放，不得随意抛掷。5、火工材料车辆必须按指定路线行驶。车箱内严禁载运人员和其他物品。严禁吸烟和携带发火物品，禁止在中途加油或修理。装有火工材料的车辆应按要求驶往爆破作业现场或仓库，严禁中途停放在人员密集、房屋建筑和机械设备集中的场所。6、搬运装卸作业宜在白天进行，炎热的季节可在清晨或傍晚，严禁夜间装卸雷管。如必须在夜间装卸爆破器材时，装卸场所应有充足的照明，允许使用的照明应是防爆电灯或防爆安全灯，禁止使用油灯、电石灯、汽灯、火把等明火照明。7、在装卸爆破器材时，汽车等运输车辆离库房的停车距离不小于10m。8、搬运时应谨慎小心，轻搬轻放，禁止冲击、撞碰、拉拖、翻滚和投掷。装有爆破材料的容器，堆放时不准在上面踩踏。9、人力装卸和搬运爆破器材，每人一次以约重25～30kg为限，搬运者相距不得少于3m。不得一人同时携带雷管和炸药。10、运输炸药雷管时，装车高度要低于车箱10cm，车箱底部应铺软垫，雷管箱不许倒放或立放，层间也必须垫软垫，同一车上也不得装运两类不同性质的爆破器材，雷管与炸药不允许在同一车箱或同一地点装卸。11、严禁任何人私拿、私用、私藏、赠送、转让、转卖、转借火工材料，严禁在本工程石方开挖以外的任何领域使用本工程火工材料，违者立即追究当事人法律责任。6.4火工材料的使用1、从事爆破作业严禁穿戴化纤品服装。2、爆破作业必须有详细的爆破设计，严格按照爆破设计操作。爆破设计应由具备相应资质的设计单位和设计人员编制，爆破设计前，应对爆破对象和爆破区域周围环境及设施进行调查，爆破设计对各种爆破参数、安全控制措施等都要有详细的说明。爆破设计编制好后，必须按规定进行审批后方可实施。3、在大雾、雷雨等天气，禁止从事爆破作业。4、严禁在残孔上打钻。5、在装药过程中设备及无关人员必须提前撤出炮区，禁止边钻孔边装药。装药前，爆破人员要召开班前会，告知装药的部位及存在的危险以及要注意的事项。6、装药作业时现场应有专人监督防护，爆破作业人员不应穿化纤等易产生静电的衣物，禁止吸烟等违规操作。7、炮孔堵塞应密实，不留空穴。堵塞时不得撞击炸药，不得损坏起爆网路。8、爆破作业应做好装药原始记录。9、电雷管起爆药包装入前，应切断一切电源，只准使用绝缘手电筒照明，并不得在工作面及巷道内拆换电池。10、现场安全监察人员加强巡查，对爆破作业过程进行监控，严禁无关人员进入爆破作业区域。对各种不按规定进行操作的人员、作法及时进行纠正或处罚。11、在装药、联网过程中，严禁在爆破作业现场携带及使用手机、对讲机。装药、联网完毕后，必须对爆破部位采取必要的安全防护措施，比如压沙袋、钢丝网等。6.5爆破警戒1、进行爆破作业时，必须遵守爆破安全操作规程。要有专人负责指挥；在道路上、居民区、罐区等危险区的边界，设置警戒岗哨、围栏、警示牌，夜间应设置红灯，使所有通道处在监视之下，每个岗哨应处在相邻岗哨的视线范围以内。2、遵循“谁爆破，谁警戒”的原则，两个或两个以上爆破单位爆破时，按各自爆破警戒区分片包干警戒，警戒必须到位，决不能留下盲区。警戒人员数量要满足警戒要求，警戒人员要佩戴明显的警戒袖标，配备对讲机。警戒人员要认真负责，警戒必须到位，决不能留下盲区，警戒范围一般为400米。待解除警报拉响后,方能解除警戒。3、在爆破前必须同时发出警报和视觉信号，使危险区内的所有人员都能清楚的听到和看到发出信号。待危险区的人员撤至安全地点后，方准许爆破。爆破后，必须对现场进行检查，确认安全后，才能发出解除警戒信号。爆破作业时必须提前告知全体工作人员和附近居民，使之熟悉警戒范围、警戒标志和警报信号意义，以及发出信号的时间和方法。第一声信号：距离爆破时间30分钟时发出。爆破安全员到警戒区内清理人员，岗哨人员到位，爆破区内所有人员开始撤离；第二声信号：距离爆破时间10分钟时发出。爆破安全员开始撤离，警戒区内不允许有任何人员存在；第三声信号：起爆信号。在确认警戒区内没有人员后，发出起爆信号。第四声信号：解除警戒信号。未发出解除警戒信号前，岗哨必须坚守岗位。除经批准的检查人员外，其他任何人员严禁进入警戒区。经检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。6.6爆破后检查与处理1、如炮孔用即发电雷管至少在10min以后，如炮孔用延发电雷管，则至少需在15min以后，方准许检查人员进入炮区检查。2、爆破后检查的内容有：确认有无盲炮，露天爆破爆堆是否稳定，有无危坡、危石。3、检查人员发现盲炮及其他险情，应及时上报或处理。处理前应在现场设立危险标志，并应采取相应的安全措施，发现残余爆破器材应收集上缴，集中销毁。4、发现或怀疑有盲炮时，应立即报告，并在其附近设立标志，派人看守，并采取相应的安全措施。5、应